（福建省閩宇建設(shè)工程有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概況

泉州市第十中學(xué)教學(xué)綜合樓項(xiàng)目位于泉州市豐澤區(qū)明湖路東側(cè)，地上總建筑面積5518.21m2，地上8層，地下室為1層，建筑總高度為29.95m，建筑耐火等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)體系為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)?；颖眰?cè)為5層框架結(jié)構(gòu)的已建教學(xué)樓，距離基坑約4m，南側(cè)為7層框架結(jié)構(gòu)的已建的小學(xué)教學(xué)樓，距離基坑約4.8m，西南側(cè)為污水池，距離基坑約8m，東側(cè)和西側(cè)均為空地?；觾?nèi)未發(fā)現(xiàn)地下管線，基坑四周未發(fā)現(xiàn)市政管道和通訊光纜?；娱_挖深度為5.25～6.13m，基坑支護(hù)方式為水泥攪拌樁與錨管土釘墻結(jié)合，水泥攪拌樁雙排直線布置，樁徑為550mm，樁長(zhǎng)為10m，樁距為400mm。錨管長(zhǎng)度為7.5m，間距為1.3m，規(guī)格為φ48mm×3.5mm鋼管，鋼筋采用直徑為6mm的圓鋼，布置間距為250mm×250mm，掛網(wǎng)后噴射細(xì)石混凝土，混凝土強(qiáng)度為C20。

2 地質(zhì)與水文情況

擬建場(chǎng)地的地質(zhì)情況由上而下分別揭示如下：①素填土，欠固結(jié)，結(jié)構(gòu)松散，層厚0.50～1.90m；②粉質(zhì)粘土，局部夾雜少量粗砂，層厚1.30～2.50m；③淤泥，強(qiáng)度低，呈流塑～軟塑狀態(tài)，屬于高壓縮性土，層厚3.70～5.30m；④粉質(zhì)粘土，局部混有中粗砂，為硬塑狀態(tài)，層厚1.10～3.50m；⑤中粗砂，局部夾雜少量的粘性土，呈密實(shí)狀態(tài)，層厚2.50～3.10m；⑥全風(fēng)化花崗巖，層厚3.10～14.50m，勘探孔揭示存在厚度約為2m的孤石，巖質(zhì)為中風(fēng)化花崗巖；⑦碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，層厚5.80～13.10m；⑧中風(fēng)化花崗巖，層厚4.20～7.10m。

地下水位埋深為3.30～4.60m，地下水主要來自大氣降水和周邊土層的側(cè)向補(bǔ)給。

3 水泥攪拌樁與土釘墻組合支護(hù)作用原理

當(dāng)攪拌頭鉆至設(shè)計(jì)高程時(shí)，將制備好的水泥漿通過加壓泵輸送到攪拌頭的噴嘴向軟土層噴漿，使得水泥漿充滿周邊土體，接著邊攪拌邊提升，軟土與水泥漿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成水泥土固結(jié)體，在固結(jié)過程中對(duì)樁間土進(jìn)行擠壓密實(shí)，軟基經(jīng)過水泥攪拌樁加固處理后使得地基承載力得到提高。在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，水泥攪拌樁通過搭接咬合形成完整的止水帷幕，從而對(duì)基坑外的土體起到抵擋作用[1]。土釘墻是采用錨桿機(jī)鉆孔后將錨管打入土體中，將水泥漿液高壓注入錨管中，將錨管內(nèi)腔及周邊土體縫隙注滿水泥漿從而形成復(fù)合型土體，錨管起到加筋的作用，從而達(dá)到類似擋土墻的功效。水泥攪拌樁通過連續(xù)咬合布置后形成水泥土墻，其抗剪強(qiáng)度比軟土高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，能夠保證開挖面的自穩(wěn)性，起到預(yù)加固開挖面的作用，在坡腳位置可以減少土釘墻剪應(yīng)力集中程度，有效地約束坡腳土體變形[2]。水泥攪拌樁傳力較為直接，將土體開挖后產(chǎn)生的應(yīng)力向上傳遞給土釘墻和向下傳遞給未開挖土體，能夠較好的協(xié)調(diào)土釘墻的內(nèi)力分配，從而約束土體變形，減少復(fù)合支護(hù)體系的總變形量，擴(kuò)大滑移面的半徑，減小坡頂塑性區(qū)和拉張區(qū)的范圍，從而保證基坑的穩(wěn)定性。

4 水泥攪拌樁施工技術(shù)

4.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

水泥攪拌樁施工前，項(xiàng)目部應(yīng)組織施工管理人員熟悉施工圖紙，對(duì)地質(zhì)條件、施工工藝流程和周邊環(huán)境進(jìn)行了解，編制針對(duì)性較強(qiáng)和可行性較好的基坑支護(hù)方案，方案中應(yīng)對(duì)水泥攪拌樁的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行明確。場(chǎng)地平整后，將水泥攪拌樁的樁位測(cè)量放線出來，根據(jù)溝槽的寬度灑上白灰線，本工程施工溝槽尺寸為1.5m×1.0m，土方開挖后重新測(cè)放樁位，樁位插上竹簽，采用水準(zhǔn)儀將樁位的高程全部測(cè)量完成，列表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)樁長(zhǎng)計(jì)算出鉆孔深度。為了確保水泥漿的注漿壓力為0.4～0.6MPa，要求水泥漿制備平臺(tái)距離水泥攪拌樁的樁位≤60m，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，合理地搭設(shè)水泥漿制備平臺(tái)和水泥存放平臺(tái)。水泥按照施工進(jìn)度情況分批進(jìn)場(chǎng)，水泥的質(zhì)保資料應(yīng)齊全，水泥進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)抽樣送檢，檢測(cè)結(jié)果合格方可投入使用。對(duì)空壓機(jī)、灰漿攪拌機(jī)、深層攪拌機(jī)和灰漿泵等施工機(jī)具與設(shè)備的工作性能進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保其工作性能滿足施工要求。檢查攪拌頭上葉片的直徑，直徑應(yīng)滿足≥550mm設(shè)計(jì)要求，為2層葉片。

4.2 水泥漿制備

水泥采用P·O42.5，為“煉石”牌水泥，水灰比為0.55，為了確保水泥漿拌制質(zhì)量，本工程引進(jìn)全自動(dòng)拌制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)水灰比情況自動(dòng)稱量下料進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間≥60s。水泥漿拌制后采用過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾后再排放到水泥漿儲(chǔ)備池中待用，在注漿前，應(yīng)對(duì)注漿系統(tǒng)的密封性和流暢性進(jìn)行檢查，檢查噴漿流量是否滿足施工要求，利用灰漿泵將制備好的水泥漿泵送到攪拌頭的噴嘴上，使得水泥漿順利地噴入軟土層。

4.3 移機(jī)就位

水泥攪拌樁的樁位的偏差應(yīng)控制在50mm之內(nèi)，本工程采用雙軸攪拌機(jī)，型號(hào)為SJB-18型，雙軸攪拌機(jī)就位后，調(diào)整其水平度和平整度，要求底盤應(yīng)平穩(wěn)。在2個(gè)成直角的方向架設(shè)2臺(tái)經(jīng)緯儀來校正雙軸攪拌機(jī)的導(dǎo)向架的垂直度，要求垂直度偏差控制在1.5%之內(nèi)。將攪拌頭對(duì)準(zhǔn)樁位，采用經(jīng)緯儀對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行校正，要求鉆桿垂直度偏差控制在1%之內(nèi)。

4.4 鉆進(jìn)成樁

水泥攪拌樁施工前，攪拌頭應(yīng)空鉆攪拌約3min，待雙軸攪拌機(jī)試運(yùn)行正常后方可進(jìn)行切土鉆進(jìn)。剛開始下沉攪拌時(shí)應(yīng)進(jìn)行少量噴漿，以防止攪拌葉片上的噴嘴出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。攪拌頭應(yīng)勻速鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度為0.8m/min，由于地質(zhì)情況不同，在鉆進(jìn)成樁過程中采用施工電流值來調(diào)整攪拌頭的鉆進(jìn)速度，淤泥層的施工電流值為30A，當(dāng)攪拌頭鉆至設(shè)計(jì)樁底高程時(shí)，采用鋼卷尺量測(cè)樁架的長(zhǎng)度，鉆進(jìn)深度復(fù)核無誤后即可進(jìn)行噴漿，將灰漿泵開啟后，觀察注漿系統(tǒng)的穩(wěn)定性，噴漿壓力0.4～0.6MPa，當(dāng)水泥漿液從攪拌頭上的噴嘴噴出時(shí)，不提升攪拌頭，在設(shè)計(jì)高程位置攪拌頭應(yīng)噴漿攪拌30s，讓水泥漿充滿樁端四周的土體。開啟鉆桿提升按鈕，邊攪拌邊提升，提升速度為0.5m/min，待提升到設(shè)計(jì)樁頂高程后關(guān)閉灰漿泵，再次攪拌下沉至樁底接著再次噴漿攪拌提升，待提升到設(shè)計(jì)樁頂高程后直接將攪拌頭提升到地面。水泥攪拌樁嚴(yán)格按照“兩噴四攪”的工藝進(jìn)行鉆進(jìn)成樁，水泥土攪拌應(yīng)均勻。在鉆進(jìn)成樁施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鉆桿的垂直度的檢查，要求鉆桿垂直度偏差≤1%。水泥攪拌樁的搭接重疊寬度150mm，相鄰樁應(yīng)相互咬合切割搭接，水泥攪拌樁施工應(yīng)連續(xù)，施工間歇時(shí)間應(yīng)≤12h，保證在水泥攪拌樁凝固之前進(jìn)行切割搭接[3]。如果施工間歇時(shí)間超過12h而切割搭接還可以進(jìn)行施工時(shí)，則鉆進(jìn)速度應(yīng)調(diào)整為0.5m/min，提升速度與鉆進(jìn)速度一致，按照1.2倍的原有噴漿量進(jìn)行噴漿，使得噴漿量加大，確保后面施工的水泥攪拌樁的施工質(zhì)量。如果施工間歇時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致無法切割搭接時(shí)，應(yīng)將實(shí)際施工情況上報(bào)設(shè)計(jì)單位，由設(shè)計(jì)單位出具補(bǔ)樁處理意見。假如因施工設(shè)備故障或者斷電情況下出現(xiàn)噴漿中斷時(shí)，恢復(fù)施工時(shí)將攪拌頭攪拌鉆進(jìn)至斷漿面以下0.5～1.0m，接著按照施工方案既定的提升速度邊噴漿攪拌邊提升，使得斷漿面處的水泥攪拌樁銜接連續(xù)與緊密，從而防止出現(xiàn)斷樁質(zhì)量事故。如果噴漿中斷時(shí)間超過3h，則根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行補(bǔ)樁處理。水泥攪拌樁成樁后及時(shí)采用清水將注漿系統(tǒng)中的水泥漿清洗干凈，檢查攪拌頭葉片磨損情況并及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊，確保樁徑符合設(shè)計(jì)要求。

5 錨管土釘墻施工技術(shù)

5.1 錨管土釘墻施工

錨管材料采用普通鋼管，規(guī)格為φ48mm×3.5mm，錨頭形狀為圓錐形擴(kuò)大頭，錨頭的尺寸為φ108mm×4.5mm，錨管與錨頭之間采用6根直徑為16mm的鋼筋焊接牢固，錨管與錨頭焊接如圖1所示，錨管的布設(shè)間距為1.3m。在錨管上環(huán)向等分鉆取3個(gè)直徑為8mm的注漿孔，設(shè)置間距為500mm。在錨管上焊接倒掛規(guī)格為L(zhǎng)25mm×3mm角鋼，從而增強(qiáng)錨管的錨固作用。采用錨桿機(jī)將錨管打入土體，打入角度為15°，角度偏差≤5%，錨管長(zhǎng)度為7.5m。注漿前應(yīng)將錨管內(nèi)腔的雜物清理干凈，漿液為水灰比為0.5的純水泥漿，水泥強(qiáng)度為42.5R，注漿方法為壓漿法，注漿壓力為0.4MPa，注漿質(zhì)量主要以壓力值進(jìn)行控制，當(dāng)孔口位置溢出濃水泥漿且注漿壓力達(dá)到0.4MPa無排氣現(xiàn)象時(shí)，則保持注漿壓力值不變情況下持續(xù)注漿3min后即可停止注漿。錨管注漿完成后即可掛設(shè)直徑為6mm的鋼筋網(wǎng)，布設(shè)間距為250mm×250mm，鋼筋網(wǎng)與錨管點(diǎn)焊進(jìn)行固定。

圖1 錨管與錨頭焊接圖

5.2 噴射混凝土

混凝土采用細(xì)石混凝土，碎石粒徑≤20mm，砂采用中粗砂，混凝土強(qiáng)度為C20，混凝土中摻入適量的早強(qiáng)劑，混凝土水灰比為0.4。采用型號(hào)為HPZ6T的混凝土噴射機(jī)對(duì)基坑坡面進(jìn)行混凝土噴射，噴頭距離坡面約0.6～1m，噴射壓力≥0.15MPa，噴射順序?yàn)樽韵露?，空壓機(jī)的風(fēng)量≥9m3/min，分層噴射，每層厚度≤40mm，總噴射厚度為150mm。待混凝土終凝后應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)，噴射混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d。下一層土方開挖應(yīng)待噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可組織施工[4]。

6 降排水措施

在距離基坑坡頂0.5m位置布設(shè)截水溝，在基坑內(nèi)四周設(shè)置集水井和排水溝，做好基坑內(nèi)外排水工作[5]。由于施工季節(jié)為夏季，雨量較為充沛，根據(jù)地質(zhì)情況、地下水位高程以及降水量等實(shí)際情況，本工程基坑采用管井降水，管井的直徑為450mm，總共設(shè)置3口降水井，濾水管采用直徑為219mm的鍍鋅鋼管，基坑降水過程應(yīng)時(shí)刻關(guān)注孔內(nèi)水位的高程，嚴(yán)格按照基坑降水施工規(guī)范要求組織降水。

7 基坑監(jiān)測(cè)

在基坑外側(cè)頂部設(shè)置水平位移觀測(cè)井，在基坑南側(cè)、北側(cè)和西南側(cè)的教學(xué)樓和污水池上設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)?；颖O(jiān)測(cè)期間，基坑最大累計(jì)水平位移為21mm，周邊建筑物最大累計(jì)沉降量為2mm，基坑頂面未發(fā)現(xiàn)明顯位移現(xiàn)象，周邊教學(xué)樓和污水池等未發(fā)現(xiàn)明顯沉降和裂縫現(xiàn)象，坑底未發(fā)現(xiàn)隆起現(xiàn)象，基坑支護(hù)穩(wěn)定。

8 結(jié)束語

本工程基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑南側(cè)、北側(cè)和西南側(cè)與已建教學(xué)樓和污水池距離較近，設(shè)計(jì)基坑支護(hù)方式為水泥攪拌樁+錨管土釘墻組合支護(hù)，采取全程動(dòng)態(tài)的質(zhì)量管理方法，編制合理的施工方案，針對(duì)復(fù)合基坑支護(hù)方式設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)，在施工過程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工方案對(duì)重要工序質(zhì)量進(jìn)行控制，加強(qiáng)對(duì)基坑監(jiān)測(cè)管理，在地下室結(jié)構(gòu)施工期間，基坑支護(hù)穩(wěn)定，取得良好的施工效果。